[发明专利]具有导线架式整合电感的半导体功率组件封装

说明书

本发明的背景

技术领域

本发明是有关一种半导体功率组件，特别是指一种具有导线架式整合电感的半导体功率组件封装。

背景技术

众所皆知在架构一功率转换电路时，印刷电路板上包含有一分立电感(discrete inductor)。举例来说，研诺逻辑科技有限公司的1MHz 400mA降压转换器(Analogic^TMTECH 1MHz 400mA Step-Down Converter，AAT1143)需要使用分立电感。在这个方式下架构的功率转换器会有较高组成零件成本的缺点并且需要更大的印刷电路板空间。

将分立电感与功率集成电路(ICs)及其它组成零件共封装的方式也是众所皆知的。举例来说，美国加利福尼亚州城市苗必达(Milpitas，CA)的凌力尔特公司(Linear Technology Corporation)的LTM4600DC/DC功率转换器包含有一位于一15mm×15mm×2.8mm封装内的内建电感。这大的封装尺寸说明了寻找到一足够小尺寸的的分立电感来与功率IC共同封装是一件艰巨的事，然而，具有大电感(inductance)、小DC电阻与大额定电流(rated current)才可符合功率转换需求。更者，使用一分立电感是不符合成本效应的，当最后封装成本包含有相同组成零件花费时(组配分立电感与最后封装的成本)并且加上在最后封装内部分立电感的额外成本。

众所皆知于电感上设置集成电路晶粒，以达到较小的封装尺寸。如同美国专利号6930584所揭示一微型微小功率转换器包含有一基底磁性感应组件，其表面系嵌设有功率IC。但缺点是感应组件是被显露于外的，因此易损坏的基板材料容易被损伤。

更者，于一集成电路晶粒如功率转换集成电路晶粒上设置一电感也是大家所知悉的。举例来说，美国新泽西州城市布里奇沃特(Bridgewater，NJ)的Enpirion公司的功率转换器包含有一以微机电系统(MEMS)为基础的电感，其具有一厚的电镀铜螺旋线圈夹持于两平面磁性层间并且位于一整合DC-DC转换器上。在这个实施例为了达到高电感，需要一个大晶粒，这导致高成本与大的封装尺寸。

直接针对减小封装尺寸上所做的努力包含有利用导线架作为电感组件。举例来说，美国专利号5428245揭示形成一种电感绕线作为一导线架的整体的部分，以及美国专利号6927481揭示形成一种电感线段作为导线架的一部分。这些设计缺少磁性核心材料是适合于无线电频率(RF)的应用上，仅能提供相对较小的电感，这是无法有效率的适用于功率转换应用上。

在半导体功率组件封装的技术领域上持续存在着对具有对制程简单与改善成本效应的整合性电感的需求。也存在着对具有高电感、小DC电阻、大电流与低损耗等所有充分适用于功率转换应用的半导体功率组件的需求。更者也存在对具有相对较小尺寸的整合电感的半导体组件封装的需求。

发明内容

本发明的主要目的在提供一种具有导线架式整合电感的半导体功率组件封装来满足先前技艺中的需求与提供具有超过先前技艺优点的半导体功率组件，其是利用导线架与金属连接，例如打线，来与一电感核心组合，以提供一具有高电感与低DC电阻的整合电感，并且更具有低成本与高空间使用效率。反之，利用两个导线架来与一电感核心组合，以用来提供整合电感。该内部结构是利用一模制物来加以保护，避免该整合电感与IC芯片受到损害。

本发明的另一目的在提供一种具有导线架式整合电感的半导体功率组件封装，其包含有一具有数个引线的导线架、设置在该导线架上的电感核心，因此数个引线末端是自一形成于该电感核心上的窗显露出、数个金属连接，其中部分该数个金属连接将每一该数个引线末端连接至该电感核心的邻接引线，以形成该电感，以及一结合至该电感的功率集成电路。

本发明的再一目的在提供一种具有导线架式整合电感的半导体功率组件封装，其包含有一具有数个引线的底导线架、设置在该导线架上的电感核心，因此数个引线末端是自该一形成于该电感核心上的窗显露出、一利用金属凸块连接且位于相反侧的连接芯片，其是设置于该窗内，藉此该底侧凸块覆盖该底导线架的数个引线末端且电性连接、一具有数个弯曲引线的顶导线架，该顶导线架的数个引线的第一部分连接至该连接芯片顶面凸块并且连接该底部导线架的数个引线末端的每一个至该电感核心的邻接底导线架的引线，以形成电感；以及一结合至该电感的功率集成电路。

本发明的主要特征已经被广泛地概略描述，因此下列的详细描述是为了让该项技术领者更容易了解并且有助于加以实施本发明。当然本发明的附加特征将于以下描述并且构成请求范围的主要对象。